射频和无线技术入门--其它器件--5

1.隔离器

有一种特殊类型的循环器,其中3个端口中只有2个端口可使用,称作隔离器。事实上,第三个没被使用的端口被充入一块某种材料(称为电阻或负载),唯一的目的就是分散热量。它被称为负载的原因是它使电路断开。如果电路是开路,射频能量将被反射回去。负载不是使能量反射回去,而是接受射频能量,然后将其全部转化为能量。当两个射频器件连接在一起,一些射频能量将泄漏。事实上,它并没有泄漏出去,而是从它来的地方反射回去。发射过多可能会造成爆炸。一般会将隔离器放在天线和功率放大器之间,在这种情况下,从功率放大器出来的大部分高功率射频信号到达天线,并且以不可见波输出。但是,有一小部分从天线反射到功率放大器。但是在信号到达功率放大器引起损耗之前,信号由隔离器引导进入负载,在那里信号被无损害地以热量形式驱散。隔离器通过将反射能量与射频设备隔离,来保护射频设备免受反射射频能量损害。隔离器的主要性能参数是插入损耗,插入损耗尽可能小,只有很小一部分信号损耗(以热量形式),大部分的信号到达目的地。

2.变换器

对于所有的器件有一个标准的输入和输出的大小,是50欧的阻抗。当一个设备的输出和另一个设备的输入阻抗都是50欧时,两个设备就直接连接起来,稍微有些不匹配(泄漏)是可以容忍的。但是,有时一个设备的输入或输出和50欧相差很远,却又和另一个正好有50欧输入的设备相连接,将导致严重的不匹配(泄漏)。在这种情况下,需要一个匹配电路,所以采用变换器。它可以将错误的阻抗(可能是100欧)转换成正确的阻抗(50欧)。这样带有错误阻抗的设备可以被利用起来。变换器就是由阻抗匹配电路代表的实际设备。

阻抗比

有许多错误的阻抗输出,所以有各种不同的变换器。变换器的主要性能参数是它的阻抗比。阻抗比指示变换器可以将什么样的错误阻抗变成正确的。如果阻抗比是2:1,那么变换器可以将100欧变换成50欧。

3.检测器

检测器主要是功率到电压的变换器。射频功率从A点进入,从B点出来的是和射频功率成正比的电压。使用检测器代替耦合器的原因是有一些检测设备和非射频器件,非射频器件不能直接处理功率但是可以处理电压。在这些例子中,使用检测器来讲射频功率转化成电压,然后将电压送到其他地方,这样可以基于电压做判断。

4.移相器

正弦波有一个相位,正弦波的相位用度数来度量,一个完整的周期覆盖360度,在移相器中,输入信号作为参考信号,输出信号随着输入信号改变相位。需要用可变移相器来优化射频电路的性能。一个固定移相器有一个设置值,普遍使用90度或180度。移相器可以是有源的或无源的,就像许多其他射频器件,移相器通常由二极管做成。

5.相位检测器

如果相位改变不能被检测出来,改变射频信号的相位偏移就没有什么好处。这就是检测器的由来,一个相位检测器有两个输入和一个输出,两个不同的正弦波作为两个输入,输出的是一个和相位差成正比的电压值。相位检测器不同于检测器,检测器将一个射频信号转换成等效电压,因此相位检测器将两个正弦波的相位差转换成等效电压。相位检测器可以用于解调过程中将数字信息与射频载波分离。相位检测器就是双平衡混频器,RF和LO端口是输入,IF端口是电压输出。

6.器件回顾

器件 有源/无源 主要功能
天线 均有 转化为无线波和从无线波转化过来
放大器 有源 使信号放大
滤波器 无源 通过频率分离信号
混频器 均有 增加/减少信号的频率
振荡器 有源 产生理想的正弦波
开关 有源 改变信号传播方向
衰减器 均有 使信号变小
分配器 无源 分裂信号
组合器 无源 将信号加到一起
耦合器 无源 以不平等比例分裂或增加两个信号
循环器 无源 在三个器件中控制信号流向

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